熔结环氧粉末防腐涂层在长江大桥中的应用
时间:2011-09-30 10:51来源: 作者: 点击:次
上海长江隧桥建设发展有限公司;上海交大建冶科技有限公司2.钢管桩的防腐方式为喷涂熔结环氧粉末与外加电流的阴极防腐方式.关键词:长江大桥;大口径超长钢管桩;熔结环氧粉末;防腐技
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黄少文 李逸
(上海长江隧桥建设发展有限公司;上海交大建冶科技有限公司2)
摘要:上海长江大桥工程全长10km,处于咸淡水交替的腐蚀环境。其中约60%为非通航孔桥梁,基础采用直径1.Zm的钢管桩,钢管桩的防腐方式为喷涂熔结环氧粉末与外加电流的阴极防腐方式,介绍了熔结环氧防腐涂层性能及生产工艺流程,总结了熔融结合环氧防腐涂层生产线的主要特点,提出了熔融结合环氧防腐涂层质量控制方法。该技术开创了熔结环氧粉末技术在桥梁大直径钢管桩防腐应用的先例。
关键词:长江大桥;大口径超长钢管桩;熔结环氧粉末;防腐技术
0引言
腐蚀是一种严重的消损现象,具有普遍性、隐蔽性、渐进性、突发性的特点。相关统计资料显示,2008年我国腐蚀损失达1.2万亿元,约占国民生产总值的4%以上,随着我国基础建设的快速发展,在随后的一段时间内腐蚀损失还将进一步加大。防腐保护的基本功能是节约资源,合理利用资源,提高资源利用率,从而体现科学发展、可持续发展的内涵。通过正确科学先进的防腐蚀技术加以控制和减缓,可以数倍延长各种设施、设备、建筑、构筑物的使用寿命,至少可以减少25%一45%的腐蚀损失,每年为我国挽回三至五千亿元的损失。
l熔结环氧防腐涂层性能
环氧粉末防腐技术,是将爱游戏老版本下载
添加助剂和固化剂千燥固化,然后粉碎成粉末,再经200℃以上温度喷涂、固化在抛丸除锈后的钢表面上,结成不小于400om的防腐层。由于它与钢铁表面具有牢固的结合力、高机械强度和耐冲击性,良好的耐蚀、耐磨性能、耐化学腐蚀、耐土壤应力、抗阴极剥离、良好的阻止氧气渗透性能,并且价格较便宜等优点,是城市管网输水、输气、输油等管线和桥梁码头钢管桩等产品防腐蚀的最佳选择。
熔融结合环氧防腐涂料的每个粉末颗粒,都均匀地包含所有组成成分,使涂敷的操作过程以及涂料成膜后的涂层都具有连续稳定的均匀性。其涂装过程无三废污染。熔结环氧防腐涂料经熔融后进行喷涂,充分熔化流动,并且流平覆盖整个钢管表面,与基体间没有空隙,完全紧密结合。更重要的是,在此过程中发生化学反应,环氧粉末树脂受热固化交联而形成连续的热固性聚合物,并且与钢管形成有效的化学结合。熔结环氧防腐涂层的这种热固性交联分子结构特点及其与钢管某种程度的化学键结合特性,决定了它具有防腐涂层体系的优良性能,成功成为使用广泛的优异防腐技术。
(1)熔结环氧粉末防腐涂层对环境和运行温度的适应性较好,广泛适用于各类施工环境和条件,且对温度的适用范围宽,在耐热老化方面具有明显优势。能满足钢管在各作业环境条件下堆放、运输以及排管过程中对挤压、撞击、磨擦、弯曲等机械性能的需要。
(2)熔结环氧防腐涂层体系所包含的补口方法,简便可行、性能优良,与管道主体防腐层相容。现场补口施工的工艺成熟,补口施工不会对原涂层造成破坏,补口处防腐层与主体管道防腐层的性能一致,补伤处与主体涂层可融为一体,有效保证了补伤后涂层的完整性和管道的整体防腐质量。
(3)由于环氧粉末涂层具有一定的吸水率,可以导通阴极保护电流。当环氧粉末涂层失效后,管体依然得到阴保电流的保护,避免了阴极屏蔽的发生,具有多效安全性,是目前唯一能与阴极保护系统完全兼容而无屏蔽的多层防腐系统。同时了满足管线运行时对豁结力、抗阴极剥离、抗阴极保护屏蔽的要求。
(4)熔结环氧粉末防腐涂层满足管线运行时所处各种环境中对耐物理应力、耐生物侵蚀、耐植物根系穿透的要求。
(5)熔结环氧防腐涂层满足管线运行时所处各种埋地、架空以及水下等环境中对耐腐蚀、耐老化的要求。
2熔结环氧粉末涂层生产工艺流程
上海长江大桥工程在国内率先采用熔结环氧粉末用于桥梁大口径超长钢管桩外防腐施工。长江大桥位于长江人海口,咸淡水交替环境,腐蚀情况较为严重,其深水区非通航孔桥梁基础采用直径1.Zm的钢管桩,最长87m,其耐久性是建设过程中重点关注的问题之一。
针对本项目大口径超长钢管桩防腐工艺要求,对整体工艺流程进行多项重要技术创新,包括特种管道轴向滑动旋转技术、线圈环绕闭合技术、生产线中央自动控制系统、循环水的环保处理工艺等等,使得整个生产线达到国内外先进水平。
工艺流程:前处理~预热中频~钢管上线抛丸除锈~除锈后检测~加热中频,环氧粉末喷涂~冷却~在线检测~钢管下线
(l)钢管表面处理
第一步基层处理,使用有机溶剂除去钢管表面油污,钢管通过传送带传输至中频加热装置,进行中频预热(预热温度60℃左右),去除油水湿气等。
第二步喷砂处理,用离心抛丸机将钢砂高速喷射钢管表面,清除锈层,并清除干净表面浮尘。达到Sa2.5级除锈标准,粗糙度40一100拌m。
第三步除锈后检测,先目测对有疵点的钢管进行修整或剔除,再按照标准规定的检测频率使用粗糙度测量仪等检测除锈等级。
(2)钢管加热
经过表面处理的钢管采用无污染的电感应加热热源(钢管通过载有交变大电流的线圈所形成的交变磁场而产生涡流加热)均匀加热。加热的温度可根据生产速度、管壁的厚薄以及涂层胶化、固化时间进行调整,一般为230~260℃左右。用测温仪进行连续测量,以准确控制钢管表面温度。
(3)粉末涂装
环氧粉末先在流化床内充分流化,然后通过静电喷枪,使粉末颗粒带负电,均匀地豁附在接地的经预热的钢管表面。对于少量扩散的粉末,可通过回收系统回收,不会造成粉尘污染。涂层的厚度根据要求,由上粉量、生产速度等调节,设计厚度400一1200拼m。
(4)粉末熔化、流动、勃合、固化
赫附在预热钢管表面的环氧粉末受热熔化,并流动,进一步流平覆盖整个钢管表面,特别在钢管表面的凹陷处以及焊道两侧,熔融的涂料流人填平,使涂层与钢管紧密结合,最大限度减少空隙。流平后的涂层进一步胶化、固化。根据不同的生产速度以及对胶化、固化温度、时间的要求,采用不同类型的粉末与之相对应。
(5)涂层冷却
涂层可进行自然冷却,也可以在固化后进行强制冷却(水冷却)以达到加大生产速度,节约生产场地的目的。
(6)在线检测
在管道表面温度降至100℃以下后,用火花检漏仪对涂层做漏点检测,并在漏点部位做出标记,下线后按标准要求进行修补。
3熔融结合环氧防腐涂层生产线的主要结构特点
该生产线主要包括传输装置、抛丸除锈装置、加热装置及喷涂装置等,主要结构特点:
(1)传输线:传动速度可根据需要进行调节,传动轮和内侧靠轮同时作用,确保平稳运行。
(2)抛丸除锈装置:由多个抛丸器沿管道圆周方向均匀分布,有效保证了表面处理质量。
(3)加热装置:加热器随管道的行走做径向随动,可适应不同角度管道的防腐作业。
(4)喷涂系统:喷粉枪沿管道圆周方向均匀分布,并由电机驱动沿管体圆周方向均匀摆动,保证了涂层的连续性和厚度的均匀性。涂层厚度可根据需要在400一500拌m范围内任意调节。
4熔融结合环氧防腐涂层涂层质t控制
(1)明确技术指标
熔结环氧防腐涂层技术指标见表1
(2)在线质量控制
包括表面预处理质量、预热温度及涂层漏点等的检测。使用相应仪器按标准要求的频率进行。
(3)出厂检验
包括涂层外观、涂层厚度及漏点的检验等。对涂层总厚度进行逐根检测,及时进行修补。漏点的检验 表1熔结环氧防腐涂层技术指标
使用电火花检漏仪逐根进行。经检验合格的管道按标准要求做出完整、清晰的标记。
(4)型式检验
按标准中规定的抽检频率及检验项目抽取管道或同一生产工艺条件下的管道试验段作为试件,按标准中规定进行附着力、抗冲击等检测项目进行检测。
(5)不合格品的处理
检验不合格的管道在允许修补范围内的,按照标准中的规定进行修补;超过允许修补范围的,则在彻底清除旧涂层后重新进行整个涂敷过程。
(6)焊接和焊缝表面处理
在管体防腐涂装过程中,用遮蔽胶带根据要求遮蔽管口,一般为5一6cm,以方便焊接。进行管口焊接,可在焊接部位的上方和两侧用阻燃性毡片或布幅加以遮盖,以防止火花溅散;用喷砂方法进行焊接区域的表面处理。
(7)补口及补口的防腐涂层性能
补口、钢管桩焊接处的现场防腐是整个钢管桩防腐中十分重要的一个环节,熔结环氧防腐涂层体系有两种补口方法:热涂敷法和冷涂敷法。
热涂敷法就是将经过处理的焊缝区域钢管桩加热到一定温度,一般加热到230一260℃,然后立即按照工业规范做法,在焊缝区域涂敷与管体涂层相同的防腐型熔结环氧粉末涂料达到规定厚度,并且与管体涂层重叠,其重叠部分一般大于2.5Cm。
冷涂敷法,就是在经过处理的焊缝区域表面,直接涂敷上相对应的双组份液体环氧粉末涂层达到规定厚度,并且与管体涂层重叠。
熔结环氧防腐涂层体系完全适用与管体涂层相同材料补口,无论是热涂敷法,还是冷涂敷法均能与管体防腐层完全相容,确保补伤后涂层的完整性和整体防腐性能优良性。
5结语
(1)熔结环氧粉末防腐技术在上海长江大桥工程上的成功应用,开创了我国大口径钢管桩外防腐熔结环氧粉末涂敷技术应用的先例。其涂敷工艺填补了大口径钢管桩外防腐熔结环氧粉末涂敷生产技术的空白,并成功地应用于上海青草砂水源工程DN36OO埋地钢管的防腐蚀施工,取得了巨大的经济效益和社会效益。
(2)大口径钢管桩熔结环氧粉末涂敷,实现了工厂化和自动化,避免了人为、天气等因素,涂敷质量一次合格率达100肠,明显优于其他工艺的涂敷质量。
(3)通过大口径钢管桩的熔结环氧粉末涂敷技术的应用,确保了防腐成本的经济性,并积累了管理和涂敷技术经验,具备了在我国桥梁、水运工程基础钢管桩及其它市政公用事业中进一步推广与应用的条件。
参考文献: [1]上海市政工程设计研究总院.上海长江大桥非通航孔桥钢管桩设计说明[Z〕.2005年4月. |
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